无源光纤局域网
无源光纤局域网白皮书
几十年来，局域网 (LAN) 一直是企业 IT 架构的基础。 由于级联聚合和交换设备采用铜缆布线连接到一起，这些复杂的网络已经承受了一系列永无休止的变化：从尽力而为接入服务到始终可用；从连接计算机到连接 Wi-Fi 接入点、摄像头和 IP 设备；从恶意软件到包括数据盗窃和数据刺探在内的各种安全威胁。 然而，铜缆的带宽限制通常需要一种破坏性拆卸和更换方法，以跟上不断变化的技术要求。 为了避免铜线类电缆的带宽限制，人们开发出了一种名为无源光纤局域网 (POL) 的新型光纤架构。
POL 是无源光纤网络 (PON) 的衍生品，用于电信服务提供商部署的成功光纤到户架构中。 PON 网络专为室内使用而设计，通过将光至电终端设备（称为光纤网络端接 (ONT)）缩小至交流电接线盒的尺寸以便于安装。 其他 ONT 改造包括能够为 PoE 设备供电，以及增加了现代企业工作场所网络连接所需的高级以太网协议。 在所有其他方面，POL 架构与其同类电信架构相一致。
POL 使用一个公用光纤线路端接 (OLT) 将光缆连接到局域网端点处的 ONT。 为了最大限度减少缆线成本，无源光纤分配器将光纤分成多个独立路径（例如1x8、1x16、1x32）来连接到终端设备。 ONT 依次连接到电话机、计算机、视频监视器、 Wi-Fi 接入点、摄像头、智能楼宇终端等。
请参见图 1 中给出的典型 POL 网络的方框图。
POL 改变连接路径，但不改变 LAN 的终端，因此会保持相同的网络连接和服务。 台式计算机、电话机、 Wi-Fi 接入点、安全监控和视频会议不会受到任何影响，但通过超快的高带宽光纤连接。 通过消除基于铜缆的 LAN，运营商无需在网络中间位置使用成本高昂的带宽限制设备，而且还通过减少网络脆弱点数量（如设备接入和人为管理）增强安全性，通过减少电缆成本和重量来降低总体费用，在带宽需求变化时也无需更换线缆。 当终端设备改变或需要更多带宽时，只需在 OLT 和 ONT 处进行升级；也就是说，光纤线缆和布线无需升级。
电源 - 阿喀琉斯之踵还是部署使能因素？
POL 的一大问题是如何为众多 ONT 供电。 从交流插座本地供电的传统方法成本高昂而且繁琐。 用交流插座连接电力线供电的成本非常高，有时高达 1500 美元。 即使已经有了可以使用的交流插座，但由于对很多人开放，如果某个不注意的用户意外拔掉插头就可能导致断电。 此外，在需要电池后备电源时，每个受保护的 ONT 处都需要一个笨重的 UPS。 这不仅会增加基建成本，而且还会产生用来维护电池的重复性运营费用。 显然，为了使 POL 成为 LAN 架构的标准解决方案，运营商需要更好的电源解决方案。
本地电源问题促使人们开发出一种名为远程线路电源 (RLP) 的新解决方案。 使用 RLP 时，不通过本地交流插座为 ONT 供电，而是由位于中央站点的电源供电，距离可能远达几百英尺。 电力通过与 ONT 硬接线的传统铜缆输送。 这些电缆可以安装在墙壁后面，解决了意外断开问题。
RLP 网络有三项基本电气要求。 首先，它必须提供足够的电力来驱动 ONT 正常运行。 为下游设备供应 PoE 电源的一个典型 4 端口 ONT 消耗约 60-70 瓦电力。 其次，ONT 处的电压必须至少为 -50Vdc，才能为下游设备供应 PoE+ 电源。 第三，供电网络必须符合美国电气规范 (National Electrical Code™) 的要求。
NEC 第 725 条定义了一种特殊类型的远程电源电路，称为 2 类电路。 为确保安全和防火，这些电路的最大功率不得超过 100W，最大电压不超过 60Vdc。 此外，即使主保护电路没有正常工作，它们也必须符合 100W 限值。 符合 2 类标准提供了巨大的安装优势，因为它们可以部署在传统铜质电缆上，无需导管或持证电工认证。
工作原理
RLP 网络的电力来源是一个 -48Vdc 整流器和一个蓄电池室。 这通常与为 OLT 和网络设备供电的设备相同。 为了达到最大覆盖范围，-48V 设备连接到特殊的直流-直流转换器，该转换器将电压升至恒定 -57Vdc 输出，然后该输出连接到电缆。
直流-直流转换器的特别之处在于内置的主动式电流限制功能可将功率限制在每个电路最多 100W。 -57Vdc 电压水平符合 NEC 电压要求，高于 ONT 处 PoE+ 的 -50Vdc 要求，足以克服铜电缆中的压降，使供电电路能够到达网络边缘处的 ONT。 例如，可以用 18AWG 电缆可从电源为最远 300-400 英尺的 ONT 供电。
RLP 网络如图 2 所示。
RLP 架构的设计因现场而异。 设施的整体布局、立管空间的可用性、中间配线装置 (IDF) 中的空间可用性以及 ONT 的数量和位置都会影响设计。 有两种主要架构用于部署远程线路供电 (POL) 网络。 在分布式 RLP 架构中，在立管中为设施中所选楼层的电源设备供应交流电。 在集中式 RLP 架构中，-48Vdc 电源和电池设备被整合在一个中心位置，通常是第一层或地下室。 电缆将直流电输送到地面上的直流-直流转换器。 在这两种情况下，铜电缆都沿着光纤布设到每个 ONT。
结论
POL 是一种面向未来的基于光纤的 LAN 解决方案，用于满足楼宇和整个校园持续增加的带宽需求。 当未来带宽需求增加时，例如速度从 1 千兆位增大到 10 千兆位，唯一需要更换的物件是终端（OLT 和 ONT）处的电子元件。 光纤基础设施保持不变。 同样，在远程线路电源网络中使用的铜电缆布线也是一次性投资。 RLP 方法可降低总安装成本，通过提供综合式电池后备系统提高可靠性，并确保符合 NEC 要求。 光纤和铜缆的组合为局域网部署提供了最佳解决方案。